煤礦井下鉆探技術(shù)(已修改)
2025-03-18 22:18 本頁(yè)面
【正文】 煤礦井下鉆探技術(shù) 永貴能源開發(fā)有限責(zé)任公司 二〇一三年十二月十九日 1 前 言 ? 不要昧著良心干活。 ? 要考慮他人的安全。 ? 杜絕 ? （ 1）真的“假孔” ? （ 2）假的“真孔” 2 ? 第一節(jié) 巖石概念 ? 一、巖石概念 ? 巖石是一種或一種以上礦物組成的集合體，具有一定的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征，是地質(zhì)作用的產(chǎn)物。 ? 巖石一般具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： ? 大多數(shù)巖石是礦物的天然集合體，由一種或多種礦物按一定方式結(jié)合而成。 ? 巖石具有一定的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征。 ? 巖石是地球形成發(fā)展過程中地質(zhì)作用的產(chǎn)物。巖石的化學(xué)成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及外形特征等均與地質(zhì)作用密切相關(guān)。 ? 巖石也是構(gòu)成各種地質(zhì)構(gòu)造和地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)。了解巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造特征，有助于分析鉆孔鉆進(jìn)巖性、分析目標(biāo)層位的地質(zhì)、水文地質(zhì)及瓦斯地質(zhì)特征，有利于提前對(duì)水害防治及煤與瓦斯突出防治做準(zhǔn)備 。 第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) 3 ? 第一節(jié) 巖石概念 ? 二、巖石的分類 ? 巖石按照成因可以分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類。 ? 火成巖 ? 火成巖，亦稱為巖漿巖，是高溫熔融狀態(tài)的巖漿侵入到地殼不同深度或噴出地表冷凝而形成的巖石。 ? 沉積巖 ? 沉積巖是由早期形成的巖石（母巖，如巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)后，在一定地質(zhì)條件下沉積、固結(jié)成巖而形成的新巖石。煤層是由古代植物的形成可以燃燒的沉積巖層。沉積巖是煤礦地質(zhì)研究的主要巖石。 ? 變質(zhì)巖 ? 地殼上已形成的巖石（巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖），由于高溫、高壓和外來物質(zhì)的滲入，而引起其化學(xué)成分，結(jié)構(gòu)及構(gòu)造的改變形成的新巖石。 ? 地球表面的巖石以沉積巖為主，約占地殼面積的 75%，海洋底幾乎全部為沉積巖覆蓋。地殼較深處和上地幔的上部主要由火成巖和變質(zhì)巖組成。火成巖占整個(gè)地殼體積的 %，變質(zhì)巖占 %，沉積巖占 %。 ? 雖然三大類巖石在成因和特征上有嚴(yán)格的區(qū)分界限，但相互之間存在過渡的關(guān)系。例如在礦井井下火成巖侵入處，存在變質(zhì)巖與沉積巖之間的漸變過程。在地球的發(fā)展演變過程中，由于地質(zhì)作用的復(fù)雜性、多期性和漫長(zhǎng)性，三大類巖石之間可以相互轉(zhuǎn)化的。 第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) 4 第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) ? 第一節(jié) 巖石概念 ? 三、巖石的硬度 ? 巖石的硬度是反映巖石抵抗外部物體壓入（侵入）其表面的能力。 ? 硬度與抗壓強(qiáng)度有聯(lián)系，但又有很大區(qū)別。抗壓強(qiáng)度是固體抵抗整體破壞時(shí)的阻力，而硬度則是固體表面對(duì)另一物體局部壓入或侵入時(shí)的阻力。因此，硬度指標(biāo)更接近于鉆掘過程的實(shí)際情況。因?yàn)榛剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)中，巖石破碎工具在巖石表面移動(dòng)時(shí)，是在局部侵入（可能非常微小）的同時(shí)使巖石發(fā)生剪切破碎。工具壓入巖石是很難的，而壓入后剪切破巖卻較容易。所以我們說，硬度對(duì)鉆掘工程而言是一個(gè)主要力學(xué)性能參數(shù)。 ? 影響巖石硬度的因素也可分為自然因素和工藝因素兩大類： ? （ 1）巖石中石英及其他堅(jiān)硬礦物或碎屑含量愈多，膠結(jié)物的硬度越大，巖石的顆粒越細(xì)，結(jié)構(gòu)越致密，則巖石的硬度越大。而孔隙度高，密度低，裂隙發(fā)育的巖石硬度將會(huì)降低。 ? （ 2）巖石的硬度具有明顯的各向異性。但層理對(duì)巖石硬度的影響正好與對(duì)巖石強(qiáng)度的影響相反。垂直于層理方向的硬度值最小，平行于層理的硬度最大，兩者之間可相差～ 。巖石硬度的各向異性可以很好地解釋鉆孔彎曲的原因和規(guī)律，并可利用這一現(xiàn)象來實(shí)施定向鉆進(jìn)。 ? （ 3）在各向均勻壓縮的條件下，巖石的硬度增加。在常壓下硬度越低的巖石，隨著圍壓增大，其硬度值增長(zhǎng)越快。 ? （ 4）一般而言，隨著加載速度增加，將導(dǎo)致巖石的塑性系數(shù)降低，硬度增加。 ? 巖石硬度可分為普氏硬度和摩氏硬度。系數(shù)分為普氏硬度系數(shù)和摩氏硬度系數(shù)。 5 第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) ? 第一節(jié) 巖石概念 ? 三、巖石的硬度 ? 巖石硬度可分為普氏硬度和摩氏硬度。系數(shù)分為普氏硬度系數(shù)和摩氏硬度系數(shù)。 ? 普氏硬度 ? 普氏硬度的大小是用堅(jiān)固性系數(shù)表示，又叫硬度系數(shù)，也叫普氏硬度系數(shù) f值。 ? f=R/100 ? 式中： ? f— 普氏硬度系數(shù)，無因次； ? R— 為巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣的單向極限抗壓強(qiáng)度值， kg/cm2。 ? 通常用的普氏巖石分及法就是根據(jù)堅(jiān)固性系數(shù)來進(jìn)行巖石分級(jí)的，如： ? （ 1）極堅(jiān)固巖石 f=15～ 20（堅(jiān)固的花崗巖，石灰?guī)r，石英巖等） ? （ 2）堅(jiān)硬巖石 f=8～ 10（如不堅(jiān)固的花崗巖，堅(jiān)固的砂巖等） ? （ 3）中等堅(jiān)固巖石 f=4～ 6（如普通砂巖，鐵礦等） ? （ 4）軟巖石 f=～ 3（如黃土、僅為 ） ? 礦巖的堅(jiān)固性也是一種抵抗外力的性質(zhì)，但它與礦巖的強(qiáng)度卻是兩種不同的概念。 6 ? 第一節(jié) 巖石概念 ? 三、巖石的硬度 ? 摩氏硬度 ? 摩氏硬度是由德國(guó)的礦物學(xué)家摩氏 (Frederich Mohs)首先提出來的，作為評(píng)判礦物硬度的標(biāo)準(zhǔn)。 ? 應(yīng)用劃痕法將棱錐形金剛鉆針刻劃所試礦物的表面而發(fā)生劃痕， 用測(cè)得的劃痕的深度分十級(jí)來表示硬度。最軟者為滑石，最硬者為金剛石，共有十種礦物，定為十級(jí)，分別為：滑石 1（硬度最?。?，石膏 2，方解石 3，螢石 4，磷灰石 5，正長(zhǎng)石 6，石英 7， 黃玉 8，剛玉 9，金剛石 10。 ? 硬度值并非絕對(duì)硬度值，而是按硬度的順序表示的值。莫氏硬度僅為相對(duì)硬度，比較粗略。雖滑石的硬度為 1，金剛石為 10，剛玉為 9，但經(jīng)顯微硬度計(jì)測(cè)得的絕對(duì)硬度，金剛石為滑石的 4192倍，剛玉為滑石的 442倍。莫氏硬度應(yīng)用方便，野外作業(yè)時(shí)常采用。 第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) 7 第一章 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) ? 第一節(jié) 巖石概念 ? 四 、 巖石的鉆屑 （ 巖芯粉 ） 特征 ? 灰?guī)r ? 砂巖 ? 泥巖 ? 砂質(zhì)泥巖與泥質(zhì)砂巖 8 ? 第二節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造 ? 一、地質(zhì)構(gòu)造的概念 ? 地質(zhì)構(gòu)造（簡(jiǎn)稱構(gòu)造）是指在地殼運(yùn)動(dòng)的作用下，巖層改變?cè)嫉穆癫貭顟B(tài)（原始狀態(tài)一般呈水平或近水平且在一定范圍內(nèi)連續(xù)完整）所產(chǎn)生的變形或變位的形跡。 ? 二、地質(zhì)構(gòu)造的類型 ? 地質(zhì)構(gòu)造的表現(xiàn)形式是多種多樣的，有簡(jiǎn)單的，也有復(fù)雜的。就簡(jiǎn)單的而言，
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